States of Matter with Dry Ice

Today we explored the changes that occur between the different forms, or states of matter. Matter can transition between states by adding or removing heat (energy).  Most of us are familiar with the liquid, solid, and gas states of matter but there are others that we are less familiar with, like plasma.  Plasma is matter that makes up the stars of our universe and can be found in lightning and even in plasma TVs.

We also investigated the changes that occur when matter transitions from one state to another.   We all know that when a liquid transitions to a gas, it is called vaporization (or evaporation/boiling), and changes between solids and liquids are referred to as melting and freezing, but some of the transitions were new, such as deposition (gas to solid).  Through demonstrations with dry ice (the solid state of carbon dioxide), the students were able to observe one particularly exciting transition in action: sublimation (solid to gas).  Dry ice is -109.3 degrees C (-78.5 degrees F) so it is VERY cold! 

We studied sublimation by adding dry ice to water. The warmth of the water causes the dry ice to sublimate rapidly, releasing gaseous carbon dioxide as cold bubbles.  As the escaping carbon dioxide mixes with the warmer air above, clouds of white fog form as the warmer air loses heat to the cold carbon dioxide gas and condenses into tiny water droplets or fog.  The fog quickly sinks and dissipates since it is cold and heavy. Students were able to witness sublimation, deposition, condensation, and freezing throughout the series of activities.  As the grand finale, we used a much larger container (a plastic cauldron) that enabled more dry ice and water to be used to increase the amount of sublimation and fog created.  Using a soapy cloth, a bubble was formed over the mouth of the cauldron which expanded as it filled with fog and carbon dioxide gas until finally breaking and dissipating over the desk.  Students had a lot of fun exploring states of matter and the transitions they undergo!

Additional Information:

Check out this video on how to make dry ice bubbles just like we did in today’s lesson!

¡Estados de la Materia!

Hoy exploramos los cambios que ocurren entre las distintos estados de la materia. La materia puede cambiar de estado al agregar o quitar calor (energía). La mayoría de nosotros conoce los estados de la materia líquido, sólido y gaseoso, pero también existen otros estados de materia menos conocidos como el plasma. El plasma es un tipo de materia que conforma las estrellas de nuestro universo, pero también se puede encontrar en los relámpagos e incluso en los aparatos de televisión de plasma. Los estudiantes disfrutaron experimentando con nuestra esfera de plasma, la cual genera pequeños filamentos de plasma que “bailan” al interior de ella.

Durante la clase también investigamos que es lo que sucede cuando la materia cambia de un estado a otro. El cambio de líquido a gaseoso se llama evaporación, y los cambios entre sólido y líquido se conocen como fusión y solidificación. Por otra parte, el cambio de gas a sólido se llama deposición. Utilizando hielo seco (el estado sólido del dióxido de carbono), los estudiantes pudieron observar uno de los cambios de estados de materia más impresionantes: la sublimación, que es el cambio de sólido a gas.

Estudiamos la sublimación al introducir hielo seco en agua. El calor del agua hace que el hielo seco sublime rápidamente, liberando así nubes de vapor blanco (dióxido de carbono gaseoso) las cuales disipan prontamente. Esta actividad fue muy entretenida y permitió que los alumnos observarán distintos estados de la materia (sólido, líquido y gas), ¡usando sólo una taza!

Información adicional:

Revisa este video sobre cómo hacer burbujas de hielo seco.

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